Nieuwe kwantumsensor detecteert individuele lichtdeeltjes

Onderzoek & Wetenschap 7/03/2019 17:43:40

De sensoren, ontwikkeld door onderzoekers van de Technische Universiteit in Eindhoven en de Universiteit van Waterloo in Canada, zijn zijn gebaseerd op halfgeleidende nanodraadjes.

Lees hieronder verder   
Verwant

Machine learning voorspelt eigenschappen nanoporeuze materialen

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Overzicht van HL7/IHE/DICOM

BluePoint Brussels (Agoria Academy)

dinsdag 4 juni 2019

Energie Platform Vlaanderen

Antwerp Expo

dinsdag 4 juni 2019

Safety Validation Training

Pilz Zonhoven

woensdag 5 juni 2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

Locatie in Rotterdam (NL)

donderdag 6 juni 2019

Keuze van de redactie

(23/5) Endress+Hauser kende sterke groei in 2018 - advertorial

(22/5) BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

(20/5) Jobbarometer van de chemie en life sciences staat op groei

(20/5) Elia installeerde met succes eerste stopcontact op zee (+video)

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Met deze sensoren kunnen afzonderlijke lichtdeeltjes met een hoge snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie worden gedetecteerd, over een ongekend breed spectrum, van ultraviolet tot nabij-infrarood.

Hoofdonderzoeker Michael Reimer, Universiteit van Waterloo: “Een sensor moet heel efficiënt licht kunnen detecteren. Bij toepassingen als een kwantumradar, bewakingscamera’s en nachtelijke operaties, bereiken maar heel weinig lichtdeeltjes (fotonen) het apparaat. In dat soort gevallen wil je elk foton dat binnenkomt, ook zien”.

De onderzoekers hebben een raamwerk van taps toelopende nanodraadjes gemaakt dat fotonen omzet in een elektrische stroom die kan worden versterkt en gedetecteerd. De sensor is zo snel en efficiënt dat hij een enkel foton kan absorberen en detecteren. Bovendien is hij na enkele nanoseconden weer klaar om het volgende foton te absorberen.

De onderzoekers ontdekten dat de optische kwaliteit toenam als de nanodraadjes werden ge-etst, in plaats van ze van de grond af aan te laten groeien. De zogeheten donkerstroom kon op die manier drastisch worden verlaagd, met als resultaat een uitzonderlijk goede signaal-ruisverhouding. Reimer en zijn team hebben de quantumsensor vervolgens verder ontwikkeld.

Erik Bakkers, TU/e: “We hebben met nanodraadjes heel efficiënte zonnecellen ontwikkeld om zonlicht om te zetten in stroom. Michael Reimer is actief op het gebied van kwantumoptica, en heeft een paar van die cellen meegenomen naar Canada en laten zien dat ze ook heel geschikt zijn om afzonderlijke fotonen te detecteren. Dat hadden we eerlijk gezegd niet verwacht.”

De quantumsensor met zijn robuuste enkele-foton-detectie heeft tal van mogelijke toepassingen. Denk aan remote sensing, het maken van hogesnelheidsopnamen vanuit de ruimte en lange-afstandsbeelden met een hoge 3D-resolutie, en de detectie van singletzuurstof bij het monitoren van kankermedicijnen.

Het raamwerk van halfgeleidende nanodraadjes bereikt zijn grote snelheid, tijdsresolutie en efficiëntie door de kwaliteit van het materiaal en optimalisatie van de vorm en de opstelling van de nanodraadjes.

De sensor detecteert een breed lichtspectrum met hoge efficiëntie en tijdsresolutie, en dat alles bij kamertemperatuur. De onderzoekers benadrukken dat de spectrumabsorptie nog verder kan worden verbeterd met andere materialen.

Reimer: “Wij hebben nanodraadjes van indiumfosfide gebruikt. Gebruik je in plaats daarvan bijvoorbeeld indiumgalliumarsenide, dan rek je de bandbreedte op naar telecommunicatie-golflengtes, met net zulke goede prestaties.”

Zodra het prototype is uitgerust met de geschikte elektronica en draagbare koeling, kan de sensor buiten het laboratorium worden getest. << (Guy Leysen) (bron: TU/e) (foto: University of Waterloo)


Leestip
Tapered InP nanowire arrays for efficient broadband high-speed single photon detection.
Sandra­ J. Gibson, Brad­ van­ Kasteren, Burak ­Tekcan, Yingchao ­Cui, Dick­ van­ Dam, Jos­ E.­ M.­ Haverkort, Erik­ P. ­A. M­. Bakkers and Michael ­E.­ Reimer. Nature Nanotechnology.

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Nabeschouwing Hannover Messe - artikel

Het was één groot technologiefeest. Meer dan 215.000 bezoekers namen bij 6.500 exposanten de pols en focusten op artificiële intelligentie, robotica, 5G, Industrie 4.0, energie-transitie, …

BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

De komende weken printen BAM Infra en Weber Beamix bijna 100 onderdelen van de brug die als een legpuzzel in elkaar passen, compleet met uitsparingen om het beton te kunnen spannen.

AP Hogeschool lanceert duaal leren op bachelor niveau

AP Hogeschool pakt als eerste uit met een volwaardige bacheloropleiding werkplekleren en studeren. In het secundair onderwijs bestaat duaal leren al een tijdje met zo’n 1.026 leerlingen.

Ontwikkeling duurzamer asfalt met ’verjongingsmiddelen’

Afgefreesd asfalt wordt opnieuw in de productiecyclus van asfalt gebracht als granulaat. Een verjongingsmiddel zorgt er voor dat dit oude bitumen duurzamer gedrag vertoont bij recycling.

Lancering Interreg project voor opschaling 5G warmtenetten in Europa

Het project D2Grids zet vijf pilootsites op met 5G warmtenetten in Parijs-Saclay, de Duitse plaats Bochum, de Nederlandse stad Brunssum en de Engelse steden Glasgow en Nottingham.

Start it @KBC en Jobat.be sluiten partnershap

Accelerator Start it @KBC en jobplatform Jobat.be hebben besloten om de krachten te bundelen. De komende zes maanden moeten bijna 1.000 extra vacatures ingevuld worden.

Gentse ML6 opent ook kantoor in Berlijn

Met de opening van dit kantoor zet de Gentse scale-up ML6 een volgende stap om in Europa uit te groeien tot een referentie op het gebied van AI en machine learning.

Nieuwe STM32MP1 MPU-serie krijgt systeem­geheugen­oplossing - techniek

Rutronik, distributeur van elektronische componenten, kondigt een systeem­geheugen­oplossing aan voor de onlangs geïntroduceerde STM32MP1 multicore micro­processor­serie.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners